CN218934347U - 一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头 - Google Patents

Abstract

一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，其包括被连接的外螺纹管体以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍，还包括凹、凸形弧面过盈配合机构，所述外螺纹管体与内螺纹的接箍端部连接处通过凹、凸形弧面过盈配合机构连接；所述凹形弧面过盈配合机构包括第一内螺纹凸形弧面、第一直线段、第一倒角弧面、第一台肩夹角、第一外螺纹凹形弧面、第二直线段和第二倒角弧面，接箍靠近内部台肩位置处设置有第一内螺纹凸形弧面，第一内螺纹凸形弧面的一端设置有第一直线段，第一直线段的一端设置有第一倒角弧面。

Description

一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头

技术领域

本实用新型涉及接头，具体为一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头。

背景技术

油套管特殊螺纹接头目前多采用带扭矩台肩和一级金属密封面复合结构来实现油套管接头处的密封。接头的金属密封面有锥面-锥面、锥面-(凸)弧面、(凸)弧面-(凸)弧面、柱面-柱面或(凸)弧面-柱面等过盈密封形式。其中锥面-锥面密封结构过盈后接触长度较大、对过盈量及载荷不敏感、密封可靠性高，使用较多。弧面-弧面结构是两个凸形弧面接触，使用过程中发现内、外螺纹接头拧接后两个弧面凸点位置局部接触压力较大，内压密封强度较高。但服役过程中有较大轴向拉伸载荷的时候，原设计接触的两凸点密封位置发生相对位移错动，使得原有的密封接触压力快速降低，特殊接头不再具备密封性能，可靠性降低。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，有效的解决了上述技术背景中提到的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：本实用新型包括被连接的外螺纹管体以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍，还包括凹形弧面过盈配合机构，所述外螺纹管体与内螺纹的接箍端部连接处通过凹形弧面过盈配合机构连接；

所述凹形弧面过盈配合机构包括第一内螺纹凸形弧面、第一直线段、第一倒角弧面、第一台肩夹角、第一外螺纹凹形弧面、第二直线段和第二倒角弧面，接箍靠近内部台肩位置处设置有第一内螺纹凸形弧面，第一内螺纹凸形弧面的一端设置有第一直线段，第一直线段的一端设置有第一倒角弧面，接箍内部台肩底部的夹角为第一台肩夹角，外螺纹管体靠近端部位置处设置有第一外螺纹凹形弧面，第一外螺纹凹形弧面的一端设置有第二直线段，第二直线段的一端设置有第二倒角弧面。

优选的，所述第一外螺纹凹形弧面的半径为4.5-8mm，第一外螺纹凹形弧面的弧面长为1.5-2.5mm，第一直线段和第二直线段的长度不大于1mm。

优选的，所述第二倒角弧面不小于0.8mm，第一内螺纹凸形弧面的半径为4-7.5mm，第一内螺纹凸形弧面的弧面长大于2.5mm，第一倒角弧面半径不大于0.5mm。

一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，包括被连接的外螺纹管体以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍，还包括凸形弧面过盈配合机构，所述外螺纹管体与内螺纹的接箍端部连接处通过凸形弧面过盈配合机构连接；

所述凸形弧面过盈配合机构包括第二内螺纹凹形弧面、第一过渡倒角弧面、第三直线段、第三倒角弧面、第二台肩夹角、第二外螺纹凸形弧面、第二过渡倒角弧面、第四直线段和第四倒角弧面，接箍靠近内部台肩位置处设置有第二内螺纹凹形弧面，第二内螺纹凹形弧面的一端设置有第一过渡倒角弧面，第一过渡倒角弧面的一端设置有第三直线段，第三直线段的一端设置有第三倒角弧面，接箍内部台肩底部的夹角为第二台肩夹角，外螺纹管体靠近端部位置处设置有第二外螺纹凸形弧面，第二外螺纹凸形弧面的一端设置有第二过渡倒角弧面，第二过渡倒角弧面的一端设置有第四直线段，第四直线段的一端设置有第四倒角弧面。

优选的，所述第二外螺纹凸形弧面的半径为4.5-8mm，第一过渡倒角弧面和第二过渡倒角弧面的半径为0.4-1.2mm，第四倒角弧面的半径不小于0.8mm，第二内螺纹凹形弧面的半径为5-8.5mm，第三直线段和第四直线段的长度不大于1mm，第三倒角弧面的半径不大于0.5mm，第二外螺纹凸形弧面的弧面长度为1.5-3.0mm，第二内螺纹凹形弧面的弧面长度大于2.5mm。

优选的，所述第一台肩夹角和第二台肩夹角的角度为74°～80°。

有益效果：本实用新型使用时，特殊螺纹接头采用了内/外螺纹接头为凸形弧面、外/内螺纹接头为凹形弧面，目的是融合锥面-锥面和弧面-弧面的综合优势，既保证了密封面有较长的接触长度，又保证了密封面之间有较高的接触压力，即使在较大的轴向拉伸载荷作用下，仍有足够的密封接触长度和密封接触压力，由于本发明的凹凸弧面过盈接触密封结构长度较大，在受到较大的轴向压缩载荷作用时，最大接触压力位置发生转移，与较大拉伸载荷作用时的最大接触压力位置较远，本发明特殊螺纹接头还有一个特点是，在上扣拧接过程中，上扣台肩扭矩较大，从密封面接触到台肩扭矩之间的上扣圈数范围为0.5-1.0圈。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型第一实施例整体结构示意图；

图2是本实用新型图1中A的局部结构示意图；

图3是本实用新型第二实施例整体结构示意图；

图4是本实用新型图3中B的局部结构示意图；

图中标号：1、外螺纹管体；2、接箍；3、凹形弧面过盈配合机构；4、第一内螺纹凸形弧面；5、第一直线段；6、第一倒角弧面；7、第一台肩夹角；8、第一外螺纹凹形弧面；9、第二直线段；10、第二倒角弧面；11、凸形弧面过盈配合机构；12、第二内螺纹凹形弧面；13、第一过渡倒角弧面；14、第三直线段；15、第三倒角弧面；16、第二台肩夹角；17、第二外螺纹凸形弧面；18、第二过渡倒角弧面；19、第四直线段；20、第四倒角弧面。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。

实施例一，由图1、图2给出，本实用新型提供一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，包括被连接的外螺纹管体1以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍2，还包括凹形弧面过盈配合机构3，所述外螺纹管体1与内螺纹的接箍2端部连接处通过凹形弧面过盈配合机构3连接，外螺纹管体1与接箍2连接的螺纹的锥度为1:16，在上扣拧接过程中，上扣台肩扭矩较大，从密封面接触到台肩扭矩之间的上扣圈数范围为0.5-1.0圈；

所述凹形弧面过盈配合机构3包括第一内螺纹凸形弧面4、第一直线段5、第一倒角弧面6、第一台肩夹角7、第一外螺纹凹形弧面8、第二直线段9和第二倒角弧面10，接箍2靠近内部台肩位置处设置有第一内螺纹凸形弧面4，第一内螺纹凸形弧面4的一端设置有第一直线段5，第一直线段5的一端设置有第一倒角弧面6，接箍2内部台肩底部的夹角为第一台肩夹角7，外螺纹管体1靠近端部位置处设置有第一外螺纹凹形弧面8，第一外螺纹凹形弧面8的一端设置有第二直线段9，第二直线段9的一端设置有第二倒角弧面10。

所述第一外螺纹凹形弧面8的半径为4.5-8mm，第一外螺纹凹形弧面8的弧面长为1.5-2.5mm，第一直线段5和第二直线段9的长度不大于1mm。

所述第二倒角弧面10不小于0.8mm，第一内螺纹凸形弧面4的半径为4-7.5mm，第一内螺纹凸形弧面4的弧面长大于2.5mm，第一倒角弧面6半径不大于0.5mm。

实施例二，由图2、图3给出，本实用新型提供一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，包括被连接的外螺纹管体1以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍2，还包括凸形弧面过盈配合机构11，所述外螺纹管体1与接箍2端部连接处通过凸形弧面过盈配合机构11连接；

所述凸形弧面过盈配合机构包括第二内螺纹凹形弧面12、第一过渡倒角弧面13、第三直线段14、第三倒角弧面15、第二台肩夹角16、第二外螺纹凸形弧面17、第二过渡倒角弧面18、第四直线段19和第四倒角弧面20，接箍2靠近内部台肩位置处设置有第二内螺纹凹形弧面12，第二内螺纹凹形弧面12的一端设置有第一过渡倒角弧面13，第一过渡倒角弧面13的一端设置有第三直线段14，第三直线段14的一端设置有第三倒角弧面15，接箍2内部台肩底部的夹角为第二台肩夹角16，外螺纹管体1靠近端部位置处设置有第二外螺纹凸形弧面17，第二外螺纹凸形弧面17的一端设置有第二过渡倒角弧面18，第二过渡倒角弧面18的一端设置有第四直线段19，第四直线段19的一端设置有第四倒角弧面20。

所述第二外螺纹凸形弧面17的半径为4.5-8mm，第一过渡倒角弧面13和第二过渡倒角弧面18的半径为0.4-1.2mm，第四倒角弧面20的半径不小于0.8mm，第二内螺纹凹形弧面12的半径为5-8.5mm，第三直线段14和第四直线段19的长度不大于1mm，第三倒角弧面15的半径不大于0.5mm，第二外螺纹凸形弧面17的弧面长度为1.5-3.0mm，第二内螺纹凹形弧面12的弧面长度大于2.5mm。

所述第一台肩夹角7和第二台肩夹角16的角度为74°～80°。

有益效果：本实用新型使用时，特殊螺纹接头采用了内/外螺纹接头为凸形弧面、外/内螺纹接头为凹形弧面，目的是融合锥面-锥面和弧面-弧面的综合优势，既保证了密封面有较长的接触长度，又保证了密封面之间有较高的接触压力，即使在较大的轴向拉伸载荷作用下，仍有足够的密封接触长度和密封接触压力，由于本发明的凹凸弧面过盈接触密封结构长度较大，在受到较大的轴向压缩载荷作用时，最大接触压力位置发生转移，与较大拉伸载荷作用时的最大接触压力位置较远，本发明特殊螺纹接头还有一个特点是，在上扣拧接过程中，上扣台肩扭矩较大，从密封面接触到台肩扭矩之间的上扣圈数范围为0.5-1.0圈。

将图2外螺纹接头凹形弧面-内螺纹接头凸形弧面密封结构应用于Φ114.30×6.88mm油管时，密封与台肩结构具体尺寸设计如下表所示。外螺纹管体1与接箍2的连接螺纹采用API SPEC 5B标准中的BC螺纹。

将图3外螺纹接头凸形弧面-内螺纹接头凹形弧面密封结构应用于Φ139.70×7.72mm套管时，密封与台肩结构具体尺寸设计如下表所示。螺纹管体1与接箍2的连接螺纹采用API SPEC 5B标准中的BC螺纹。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，包括被连接的外螺纹管体（1）以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍（2），其特征在于：还包括凹形弧面过盈配合机构（3），所述外螺纹管体（1）与内螺纹的接箍（2）端部连接处通过凹形弧面过盈配合机构（3）连接；

所述凹形弧面过盈配合机构（3）包括第一内螺纹凸形弧面（4）、第一直线段（5）、第一倒角弧面（6）、第一台肩夹角（7）、第一外螺纹凹形弧面（8）、第二直线段（9）和第二倒角弧面（10），接箍（2）靠近内部台肩位置处设置有第一内螺纹凸形弧面（4），第一内螺纹凸形弧面（4）的一端设置有第一直线段（5），第一直线段（5）的一端设置有第一倒角弧面（6），接箍（2）内部台肩底部的夹角为第一台肩夹角（7），外螺纹管体（1）靠近端部位置处设置有第一外螺纹凹形弧面（8），第一外螺纹凹形弧面（8）的一端设置有第二直线段（9），第二直线段（9）的一端设置有第二倒角弧面（10）。

2.根据权利要求1所述的一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述第一外螺纹凹形弧面（8）的半径为4.5-8mm，第一外螺纹凹形弧面（8）的弧面长为1.5-2.5mm，第一直线段（5）和第二直线段（9）的长度不大于1mm。

3.根据权利要求1所述的一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述第二倒角弧面（10）半径不小于0.8mm，第一内螺纹凸形弧面（4）的半径为4-7.5mm，第一内螺纹凸形弧面（4）的弧面长大于2.5mm，第一倒角弧面（6）半径不大于0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述第一台肩夹角（7）和第二台肩夹角（16）的角度为74°～80°。

5.一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，包括被连接的外螺纹管体（1）以及用来进行连接的带有内螺纹的接箍（2），其特征在于：还包括凸形弧面过盈配合机构（11），所述外螺纹管体（1）与内螺纹的接箍（2）端部连接处通过凸形弧面过盈配合机构（11）连接；

所述凸形弧面过盈配合机构包括第二内螺纹凹形弧面（12）、第一过渡倒角弧面（13）、第三直线段（14）、第三倒角弧面（15）、第二台肩夹角（16）、第二外螺纹凸形弧面（17）、第二过渡倒角弧面（18）、第四直线段（19）和第四倒角弧面（20），接箍（2）靠近内部台肩位置处设置有第二内螺纹凹形弧面（12），第二内螺纹凹形弧面（12）的一端设置有第一过渡倒角弧面（13），第一过渡倒角弧面（13）的一端设置有第三直线段（14），第三直线段（14）的一端设置有第三倒角弧面（15），接箍（2）内部台肩底部的夹角为第二台肩夹角（16），外螺纹管体（1）靠近端部位置处设置有第二外螺纹凸形弧面（17），第二外螺纹凸形弧面（17）的一端设置有第二过渡倒角弧面（18），第二过渡倒角弧面（18）的一端设置有第四直线段（19），第四直线段（19）的一端设置有第四倒角弧面（20）。

6.根据权利要求5所述的一种油套管用凹凸弧形过盈配合密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述第二外螺纹凸形弧面（17）的半径为4.5-8mm，第一过渡倒角弧面（13）和第二过渡倒角弧面（18）的半径为0.4-1.2mm，第四倒角弧面（20）的半径不小于0.8mm，第二内螺纹凹形弧面（12）的半径为5-8.5mm，第三直线段（14）和第四直线段（19）的长度不大于1mm，第三倒角弧面（15）的半径不大于0.5mm，第二外螺纹凸形弧面（17）的弧面长度为1.5-3.0mm，第二内螺纹凹形弧面（12）的弧面长度大于2.5mm。

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